油水分离技术优化研究

图5z轴方向水的体积分数3.3螺旋管图6螺旋管内水相体积分布图图7x=0切面上水相体积分布图图8y=0切面上水相体积分布图图6为螺旋管内水相体积分布,由图可知原油进入管道一段距离后,在离心作用及重力作用下,开始出现油水分离。由计算可知,螺旋管产生了约14g的离心加速度。由于重力和离心力共同作用,在管道外侧偏下方出现最大含水率。图7、图8、图9给出了管道各个截面的水相体积分布,水相体积分数在外侧较大。由图7、图8可知管道形状变化,使已分离的油水出现了再混合的情况。为了避免该情况,需要在螺旋管上一定距离处开设出流口。综合图7、图8可知,第8、18、28、38、48圈处油水分离现象比较明显且稳定,在此位置附近开设出流口比较合理。图9轴向切面水的体积分布#398#4结论(1)输油直管中,离管心越远分离现象越不明显,轴向油水分离呈阶段性变化,13.5m处水的体积分数到达95%,分离已基本完成。(2)波形管中,在第35、45、50个波谷处出现明显油水分离,由于重力作用最终在波形管波峰处出现最大含油率,波谷处出现最大含水率。(3)螺旋管中,由于重力和离心力共同作用,在管道外侧偏下方出现最大分离现象。为了避免油水再混合的现象,第8、18、28、38、48圈附近开设出流口较合理。(4)在相同的输送工况下,螺旋管对油水的分离率较大,且分离能较好的避免油水再混合。本文在未考虑出流口的情况下,对管道内的油水分离现象进行了数值模拟,虽与实际情况有一定差别,但也能反映管道内的油水分离趋势,为油水分离技术提供了一定的理论基础。文中各符号含义如下:g)))重力加速度;A)))相含率;Q)))密度;L)))湍流黏度;v)))速度;下标p)))液体相p;下标q)))液体相q;p)))压力;m#pq)))是p相到q相的质量输送;m#qp)))是q相到p相的质量输送;R)))表面张力系数;Fvol)))表面张力;nC)))壁面单位法向量;nCw)))壁面单位切向量;tCW)))壁面单位切向量;Hw)))油水接触角;E)))表面耗散率;Prt)))湍动普朗特常数;B)))热膨胀系数;Mt)))湍动马赫数。参考文献[1]孙莉英.含油废水处理技术进展[J].华中科技大学学报,2002,19(2):87-90.[2]王国栋,何利民,吕宇玲,等.重力式分离器的分离特性研究[J].石油学报,2006,27(6):112-115.[3]曹建树,李卫清.新型波纹板油水分离器的应用研究[J].流体机械,2005,33(9):1-3.[4]张治谦,王振波,等.油水重力分离过程油滴浮生规律的实验研究[J].2009,9(1):23-27.[5]王福军.计算流体动力学分析:CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004,9.[6]陈国谦,李行伟.热泡数值研究[J].水动力学研究与进展.A辑,2000,15(4):411-423.(上接第389页)两种坐标系统来描述:赤道坐标系和地平坐标系[8-10]。赤道坐标系下太阳相对于地球的位置是相对于赤道平面而言,用赤纬角D和时角X来表示。赤纬角D在一年中的变化用下式计算D=23.45@sin[360@(284+n)/365](5)其中n为一年中的日期序号。地球自转一周为360b,对应的时间为24h,故每小时对应的时角为15b。从正午算起,上午为负,下午为正,数值等于离正午的时间乘以15b。时角X的计算公式为X=f(t)(6)地平坐标系下用高度角H和方位角W两个坐标表示。太阳高度角是指某地观测者在观测太阳时的视线仰角,简称太阳高度。太阳方位角即太阳所在的方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角。在地平坐标系中,赤纬角和时角和赤道坐标系的是一致的。高度角H计算式为sinH=sinA@sinD+cosD@cosA@cosX(7)A为当地地理纬度。方位角W计算公式sinW=cosD@sinX/cosB(8)方位角从正午起算,按顺时针方向为正,逆时针方向为负,也就是上午为负,下午为正。由以上式子,结合前文所述的经纬度和当地时间,就可以计算出太阳的高度角和方位角,即定位跟踪参数。2结论基于GPS授时的太阳能时基跟踪控制器,消除了位置和季节变化对该系统的影响,使得跟踪控制的精度更高,更可靠。为今后建造更大规模发电站打下了坚实的基础,对于缓解能源危机有着重大意义,具有广阔的发展前景。参考文献[1]薛建国.基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计[J].长春师范学院学报,2005,24(3).[2]赵春江,杨金焕,陈中华,等.太阳能光伏发电应用的现状及发展[J].节能技术,2007,25(5):461-465.[3]刘鉴民.太阳能利用原理#技术#工程[M].北京:电子工业出版社,2010.[4]李学蔷,普杰信.基于GPS授时的数据同步技术应用研